基于EFDC模型的蓄滞洪区洪水演进数值模拟

efdc模型原理与实践

EFDC（Environmental Fluid Dynamics Code）是一种用于水体环境动力学模拟和水质模拟的数值模型。它基于有限元和有限差分方法，结合了流体动力学、水质动力学和沉积动力学等多个方面的理论。

EFDC模型的原理是基于Navier-Stokes方程和质量守恒方程，通过离散化和数值求解，模拟水体中流体的运动以及水质的传输和转化过程。模型考虑了流体的惯性、黏性和压力等因素，并考虑了湍流效应、湍流扩散和湍流混合等现象。

在实践中，EFDC模型通常需要进行以下步骤：

1. 网格生成，根据研究区域的地形和水体特征，生成合适的网格，将水体划分为离散的网格单元。

2. 边界条件设置，根据实际情况，设置模拟区域的边界条件，包括流量、水位、浓度等。

3. 物理参数设定，根据研究对象的特性，设置相关的物理参数，如水体密度、粘度、扩散系数等。

4. 模型求解，利用数值方法对离散化后的方程进行求解，得到水体流动和水质传输的模拟结果。

5. 模型验证与优化，将模拟结果与实测数据进行对比，验证模型的准确性，并通过调整参数和边界条件等方式，优化模型的性能。

6. 模拟应用，利用已验证的模型，进行水体环境的预测和评估，例如水质预测、水污染溯源等。

总之，EFDC模型通过数值方法模拟水体中流体的运动和水质的传输，可以帮助研究人员深入理解水体环境动力学过程，并为水环境管理和保护提供科学依据。

潖江蓄滞洪区洪水淹没数值模拟及运用方式研究

摘要: 本文应用MIKE21 HD建立二维水动力模型对潖江蓄滞洪区的洪水淹没过程进行模拟计算，从洪水到达时间、流场分布、堤围溃决时间等方面分析了洪水淹没特征，取得了比较好的结果，另假设了在江口汛和长怖的三种不同建闸方案，给定相应的边界条件进行模拟对比，最后讨论了实行人工调控潖江蓄滞洪区后可能面临的问题。

关键词: 潖江蓄滞洪区；洪水淹没；数值模拟；运用方式

Abstract: in this paper MIKE21 HD set up 2 d hydrodynamic model to Pa

river flood storage and detention area to simulate the process calculation, from the

flood arrival time and flow distribution, provided with time are analyzed; flood

characteristics, has obtained the good result, the other in that river mouth xun and

some long of three different sluice construction scheme, given the corresponding

boundary conditions are simulation, and finally discusses the artificial regulation after

the flood storage and detention area Pa river may be facing.

Key words: Pa jiang the flood storage and detention area; The flood; Numerical

基于洪水演进模拟的溃堤洪灾损失评估

第４４卷第７期人民珠江　２０２３年７月　ＰＥＡＲＬＲＩＶＥＲｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｒｅｎｍｉｎｚｈｕｊｉａｎｇ．ｃｎＤＯＩ：１０３９６９／ｊｉｓｓｎ１００１９２３５２０２３０７００２

基金项目：国家自然科学基金项目（５２１７９１０３）；江西省自然科学基金项目（２０２１２ＢＡＢ２０４０５４）；江西省水利科技项目（２０２３２５ＺＤＫＴ０７）收稿日期：２０２２－１０－１８作者简介：李文欢（１９９９—），男，硕士，主要从事洪水灾害风险分析方面的研究。Ｅ－ｍａｉｌ：２７７８７１１８０＠ｑｑ．ｃｏｍ通信作者：蒋水华（１９８７—），男，博士，教授，主要从事水工岩土工程可靠度与风险分析方面的研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｊｉａｎｇａａ＠ｎｃｕ．ｅｄｕ．ｃｎ李文欢，支欢乐，蒋水华，等．基于洪水演进模拟的溃堤洪灾损失评估［Ｊ］．人民珠江，２０２３，４４（７）：８－１６．

基于洪水演进模拟的溃堤洪灾损失评估

李文欢１，支欢乐２，蒋水华１，雷　声３，黄　河２

（１．南昌大学工程建设学院，江西　南昌　３３００３１；２．中铁水利水电规划设计集团有限公司，江西　南昌　３３００２９；３．江西省水利科学院，江西　南昌　３３００２９）

摘要：由于堤防内经济快速发展与防洪管理水平不相符等问题，超标准洪水容易诱发溃堤灾害，这些均会造成严重的生命财产、经济和生态环境损失。以鄱阳湖区某重点堤防为例，提出基于水动力学的溃堤洪水演进模拟方法，提出方法采用ＭＩＫＥ２１软件进行溃堤洪水演进分析，根据土地利用类型不同合理确定下垫面糙率值。同时，基于Ｐｙｔｈｏｎ平台建立了一种具有明确物理意义的生命、经济和环境损失定量评估模型。研究成果可为洪水保护区洪水灾害预警及风险管控提供参考。关键词：堤防；溃堤洪水灾害；洪水演进模拟；损失评估；水动力学中图分类号：ＴＶ１２２文献标识码：Ａ文章编号：１００１９２３５（２０２３）０７０００８０９

ＬｏｓｓＥｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆＤｉｋｅＢｒｅａｋＩｎｄｕｃｅｄＦｌｏｏｄＤｉｓａｓｔｅｒｓＢａｓｅｄ

基于MIKE FLOOD的洪泽湖周边滞洪区洪水演进模拟

周洁;董增川;朱振业;陈序

【期刊名称】《南水北调与水利科技》

【年(卷),期】2017(015)005

【摘要】基于实测断面资料建立了研究区的一维水动力模型,基于高精度DEM以及1∶10000地形图建立了研究区的二维水动力模型,并用MIKE FLOOD将一维模型和二维模型进行耦合,构建了洪泽湖周边滞洪区一、二维耦合的洪水演进数学模型.利用2003年历史洪水资料对模型参数进行了率定,并以2007年历史洪水资料进行了验证.以洪泽湖百年一遇设计洪水为模型上边界,二河闸、三河闸以及高良涧闸的现行调度方案的水位-流量关系为模型下边界,对洪泽湖百年一遇设计洪水方案进行模拟计算,当蒋坝水位达到14.33 m时,洪泽湖周边滞洪区开始滞洪,得到开始滞洪后不同时段研究区内各类洪水风险要素的动态分布情况以及最大淹没水深、淹没历时,验证了模型的合理性,可用于蓄滞洪区洪水演算分析.

【总页数】7页(P56-62)

【作者】周洁;董增川;朱振业;陈序

【作者单位】河海大学水文水资源学院,南京 210098;浙江华东工程数字技术有限公司,杭州 311100;河海大学水文水资源学院,南京 210098;河海大学水文水资源学院,南京 210098;河海大学水文水资源学院,南京 210098

【正文语种】中文

【中图分类】TV122 【相关文献】

1.基于MIKE Flood的中小河流溃堤洪水演进数值模拟 [J], 刘卫林;梁艳红;彭友文

2.基于水文学模型对洪泽湖周边滞洪区洪水演进模拟计算 [J], 周杨;陈栋;陈静茹;陈霞

3.基于MIKE FLOOD的洪泽湖周边滞洪区滞洪方案研究 [J], 杨万红[1];王凯[1];曹命凯[1]

4.基于MIKE FLOOD的洪泽湖周边滞洪区滞洪方案研究 [J], 杨万红;王凯;曹命凯

5.基于MIKE 21数值模拟蓄滞洪区洪水演进研究 [J], 陈平;傅长锋;于京要;及晓光

EFDC模型在地表水环境模拟中的应用及进展

精品

精品 EFDC模型在地表水环境

模拟中的应用及进展

摘要：EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code) 是EPA 最为推荐使用的水质模型之一，使用范围较广泛，能够模拟河流、湖泊、河口、水库、湿地和近海区域等多种水体的三维水流、泥沙迁移和化学过程。文章综述了相关文献的研究结构，分别介绍了EFDC 的基本原理、模块结构、基本方程、应用流程以及其在各类地表水模拟中的应用和发展。

关键词：EFDC；模拟；应用精品

精品 Development and application of EFDC model

in simulation of surface water environment

Abstract：EFDC (Environmental Fluid Dynamics Code) is one of the water quality

models mostly recommended by EPA and has a wide application in water

systems including: rivers, lakes, estuaries, reservoirs, wetlands, and near

-shore to coastal regions which can simulate the three-dimensional (3-D)

flow, transport, and biogeochemical process happened in them.In this paper,

base on lots of reference literatures, the principle, model structures, primary

equations and application process were introduced firstly, respectfully. Then

基于改进SPH模型的溃坝洪水演进模拟方法

第34卷第5期2023年9月水科学进展ADVANCESINWATERSCIENCEVol.34,No.5Sep.2023

DOI:10.14042/ki.32.1309.2023.05.009

基于改进SPH模型的溃坝洪水演进模拟方法

李同春1,贾玉彤1,李宏恩2,3,郑　斌1,周　宁2,3,齐慧君1

(1.河海大学水利水电学院,江苏南京　210098;2.南京水利科学研究院,江苏南京　210029;3.水利部水库大坝安全重点实验室,江苏南京　210029)

摘要:溃坝洪水演进模拟的准确性是制约水库洪水预演有效性的关键。基于光滑粒子流体动力学(SmoothedParticleHydrodynamics,SPH)方法提出了适用于溃坝洪水演进分析的数值模拟方法。通过设置溃口粒子与粒子库,基于黎

曼不变量对SPH粒子状态进行修正,构建施加边界条件的改进SPH溃坝洪水演进模型,将SPH瞬时全溃整体模型

转换为考虑溃口水流变化的入流边界模型,实现SPH方法与溃口计算模型的耦合。以Malpasset溃坝事件为例,检

验了该模型计算溃坝洪水的精度,结果表明该模型精度相对较高,与实测值吻合较好;应用该模型模拟了某水库

溃坝洪水演进预演过程,评估其对下游输水干渠及交叉建筑物排水倒虹吸的洪水冲击风险,结果表明在上游水库

遭遇超标准洪水漫顶溃坝工况下,洪水演进至排水倒虹吸处的最大洪水位未超过校核洪水位。改进SPH模型精度

高,可靠性强,与溃口计算模型耦合性好,可作为溃坝洪水演进模拟的通用手段之一。关键词:溃坝洪水演进;SPH;黎曼不变量;溃口边界

中图分类号:TV122.4 文献标志码:A 文章编号:1001-6791(2023)05-0744-09

收稿日期:2023-07-06;网络出版日期:2023-10-10网络出版地址:https:∥/urlid/32.1309.P.20231008.1950.004基金项目:国家重点研发计划资助项目(2022YFC3005403);中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金资助项目(Y722008)

蓄滞洪区洪水演进一、二维数值仿真及其在洼淀联合调度中的应用

蓄滞洪区洪水演进一、二维数值仿真　

及其在洼淀联合调度中的应用　

李大鸣　，林毅　，周志华　

（１．天津大学建筑２ｔ２程学院暨港口与海洋工程教育部重点实验室，天津３０００７２；２．天津市水利科学研究所，天津３０００６１）　

［摘要］　为了实现蓄滞洪区内各洼淀实时洪水调度，考虑到蓄滞洪区内复杂河网与洼淀交错的情况，建立了　河道、滞洪区联合计算的一、二维衔接洪水演进数学模型，在考虑铁路、公路、堤防及桥涵等阻水建筑物等复　杂边界条件下，采用有限体积法进行离散和求解。结合蓄滞洪区实时洪水调度仿真系统的总体框架，建立了　模拟洪水在蓄滞洪区内任意位置的水位、流速、淹没水深、历时等演进过程的一、二维洪水演进数值仿真系　统。结合大清河实测资料对东淀滞洪区洪水演进进行了模型验证，结果基本吻合，并应用该系统对大清河滞　洪区五洼联合调度方案进行了实时模拟，分析了洼淀联合调度下出现的倒淀现象，对不同方案进行了比较分　析，实现了实时的洪水调度分析。　［关键词］　蓄滞洪区；洪水演进；一、二维数值仿真；有限体积法；联合调度　［中图分类号］ＴＶ１２２　［文献标识码］　Ａ　［文章编号］　１００９—１７４２（２０１０）０３—００８２—０８　

１前言　

蓄滞洪区作为江河防洪体系重要组成部分，是　

城市防洪的最后屏障，在防洪危机时刻发挥关键作　

用。近年来随着流域经济社会的发展，滞洪区内洼　淀的情况也发生了巨大变化，人口急剧增加，经济发　

展，财富增多。因此蓄滞洪区的合理调度变得尤为　

重要和困难，既要有效地拦蓄洪水保证城市的安全，　

又要最大程度地减少蓄滞洪区洼淀内的洪灾损失。　为了实现实时的洪水调度分析，需要建立一个数值　

仿真系统，对洪水演进过程进行数值模拟，从而选择　合理的洪水调度方案，合理、及时地调控滞洪区内各　

洼淀的使用，正确引导洪水，减少洪灾损失。　

洪水演进数值的模拟是掌握洪水演进规律的重　要方法之一。对于洪水演进数值模拟，国内外学者　

都进行了研究，意大利的Ｃａｌｅｆｆｉ和Ｖａｌｉａｎｉ¨　采用二　

基于VOF法的风暴潮洪水演进三维数值模拟

王晓玲;孙宜超;陈华鸿;杨丽美;孙蕊蕊

【期刊名称】《中国工程科学》

【年(卷),期】2011(013)012

【摘要】为了提高风暴潮灾害应急处置能力,确保防潮安全,文章建立了耦合流体体积函数(VOF)法的三维非稳态水气两相流k-ε模型,采用等效糙率的方法处理城市密集建筑群,既考虑了其阻水作用,又考虑了其蓄水作用.针对天津市滨海新区海河与永定新河之间区域的风暴潮洪水演进数值模拟与分析,对100年一遇风暴潮洪水淹没情况进行分析,并对不同频率的风暴潮洪水的严重性进行了比较.结果表明,随着风暴潮发生频率的增加,风暴潮淹没范围逐渐减小,水深随着频率的增加是逐渐减少的,该研究为海堤安全管理、风暴潮灾害的快速科学评估提供了理论依据和技术支持.

【总页数】7页(P56-62)

【作者】王晓玲;孙宜超;陈华鸿;杨丽美;孙蕊蕊

【作者单位】天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室,天津300072;天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室,天津300072;天津市水利勘测设计院,天津300204;天津市水利勘测设计院,天津300204;天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室,天津300072

【正文语种】中文

【中图分类】TV122+.1

【相关文献】 1.大型行蓄洪区洪水演进数值模拟与三维可视化技术 [J], 李云;范子武;吴时强;吴修锋

2.耦合VOF法的河道三维水流特性数值模拟研究 [J], 周正印;杨楠

3.基于VOF法的波浪数值模拟水槽(池)建立探索 [J], 关大玮;董志;苗青;张从联

4.基于VOF法的溢洪道三维流场数值模拟 [J], 蒋利俊;徐解刚;毛玉芳;施建业

5.基于VOF法的近自由面水下爆炸气泡运动数值模拟 [J], 李健;黄红生;林贤坤;荣吉利;项大林

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应用二维数值方法模拟蓄滞洪区洪水运动

权锦;张大伟;蒋云钟

【期刊名称】《水利水电技术》

【年(卷),期】2012(043)004

【摘要】针对蓄滞洪区内洪水运动的特点,对二维浅水方程的守恒形式进行非结构离散,建立了高精度的数学模型.该模型通过Roe格式的近似Riemann解计算界面数值通量,采用数值重构的方法获得时空二阶离散精度.通过方形溃坝算例和超临界流算例验证了该模型具有较高的数值精度和可靠的稳定性,能够捕捉水面间断和处理干滩问题.应用该模型对胖头泡蓄滞洪区的溃堤洪水进行了数值模拟,结果表明,该模型很好地模拟了溃堤洪水在蓄滞洪区内的运动过程,所得结果可以为防洪决策提供依据.

【总页数】5页(P107-111)

【作者】权锦;张大伟;蒋云钟

【作者单位】中国水利水电科学研究院,北京100038;中国水利水电科学研究院,北京100038;中国水利水电科学研究院,北京100038

【正文语种】中文

【中图分类】TV131.3

【相关文献】

1.基于TVD隐格式的二维水动力学模型在蓄滞洪区洪水淹没模拟中的应用研究 [J],

李春红;徐青;周元斌;吉庆伟;向小华 2.二维水动力学模型在蓄滞洪区洪水演进模拟分析中的应用 [J], 李允军;徐青;周元斌;吉庆伟;向小华

3.基于TVD隐格式的二维水动力学模型在蓄滞洪区洪水淹没模拟中的应用研究 [J],

李春红;徐青;周元斌;吉庆伟;向小华;

4.基于一二维耦合的共渠西蓄滞洪区洪水演进模拟 [J], 刘伟;和宛琳

5.蓄滞洪区平面二维干河床洪水演进数值模拟 [J], 曹志芳;李义天

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河道滞洪区洪水演进数学模型

在防洪工程领域，河道、滞洪区洪水演进数学模型是一项重要的研究课题，它可以对防洪设计中河道的洪水演进进行有效的预测，为防洪设计提供重要的参考。

河道、滞洪区洪水演进数学模型主要由河道淤积模型、滞洪区水位演进模型和河道水位演进模型组成，它们可以根据水文资料计算出洪水演进的预测值。

首先，河道淤积模型是基于河道淤积的物理原理，可以计算出滞洪区的淤积量。淤积量是预测洪水演进的重要参数，它可以反映洪水演进的情况。

其次，滞洪区水位演进模型是基于水动力学理论，可以预测滞洪区的水位演进趋势。该模型可以反映洪水在滞洪区的演进，以及洪水淤积对滞洪区水位的影响。

最后，河道水位演进模型是基于河道水动力学理论，可以预测河道的水位演进趋势。该模型可以反映洪水在河道的演进，以及洪水在河道的淤积对水位的影响。

河道、滞洪区洪水演进数学模型是防洪工程中一项重要的研究，它可以有效地预测洪水演进，为防洪设计提供重要的参考。